微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展

生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP（微生物诱导碳酸盐沉淀）技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO₃2-饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO₃2-位和Ca2+位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一.      

特种燃磷塔底部余热回收设计及强制水循环校核

在对特种燃磷塔进行余热利用的技术改造过程中,反应塔底部余热回收一直是亟待解决的难点,在介绍特种燃磷塔塔内燃烧特性过程中,重点分析了特种塔底部的传热过程,并提出了底部余热回收的改造方案,根据热力计算对设计的模型进行实例分析,得出了最合理的导汽管尺寸和数量。通过水循环的计算校核,论证了底部强制循环方式进行余热回收的可行性。最后总结出特种燃磷塔底部余热回收的关键数据,为实际改造提供指导意义和工程应用价值。     

优势降解菌-光照-铁矿粉联用对高浓度2,4,6-三氯苯酚废水的降解特性

研究了Bacillus cereus WTXJ1-16优势降解菌在不同降解时间、接种量、降解温度、初始pH和转速下对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的降解特性,初步考察了优势降解菌-光照-铁矿粉联用下对2,4,6-TCP的降解效果。结果表明:浓度为10~8~10~9cfu/m L的WTXJ1-16菌株对初始浓度为100 mg/L的2,4,6-TCP废水的适宜降解条件是接种量为8%(体积分数)、37℃、初始pH 7.5、转速150 r/min和降解60 h。优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用实验结果表明,有菌有矿组中光照和黑暗条件下的2,4,6-TCP降解率分别为68.6%和49.4%,比有菌无矿组高出10.3,6.3个百分点,比有矿无菌组高出了60.4,43.0个百分点,说明优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用对高浓度2,4,6-TCP废水具有良好降解效果,光照和矿粉对WTXJ1-16优势降解菌具有协同促进作用。     

曝气强化非离子表面活性剂洗涤法修复柴油污染土壤

采用异位修复法,利用非离子表面活性剂洗涤柴油污染土壤,并在洗涤过程中曝气强化。考察了洗涤效果的影响因素,并通过表面张力和接触角的测定探讨了洗涤机理。实验结果表明:曝气对污染土壤中柴油的洗脱有强化作用,可提高洗脱率10%~20%;3种非离子表面活性剂的洗脱效果优劣次序为聚氧乙烯月桂醚(Brij-35)曲拉通X-100(TX-100)吐温-80(Tw-80);在表面活性剂浓度为1倍临界胶束浓度、曝气量为7.5 L/min、洗涤时间为60 min、洗涤液pH为11.0的优化条件下,Brij-35对柴油的洗脱率达77.4%,污染土样的含油率从7.0%降至1.6%,接触角从24.12°降至6.65°,可基本恢复土壤的亲水性;洗涤液的表面张力随表面活性剂浓度的增加而降低,但不受洗涤液pH的影响。     

暴露组及其研究方法进展

过去20年中,基因组学的研究成果未能对疾病发生原因提供本质的认识,人们较早意识到环境因素对于人体健康的重要性.早期对于人体暴露的研究主要集中在内外暴露的研究,未综合考虑人体总的环境暴露.自暴露组(exposome)概念提出以来,得到了广泛关注,也使暴露科学的内涵和外延得到了延伸.暴露组是指一个人从出生至生命结束全过程各种暴露的总和,真正意义上探讨污染暴露、人体健康和疾病发生的实在本质,包括了外暴露、内暴露和社会暴露.研究方法上结合了基于生物监测的"自上向下"法和基于监测空气、水和食物等"自下向上"法,而在研究手段上涉及了环境科学的外暴露和基因组学的分子生物学等中广泛应用的研究技术.然而当前准确测量暴露组仍然是一个巨大的挑战,只有多学科技术手段和研究方法发展和融合才能更好地促进暴露组研究的进步.我国暴露科学研究起步较晚,目前学者对于暴露组的研究仍然薄弱,本文主要从暴露组的概念、研究方法以及测量技术手段入手,介绍这一新兴的研究科学.     

生物炭及改性生物炭对水环境中重金属的吸附固定作用

生物炭是由植物或动物废弃生物质在完全或部分缺氧条件经裂解炭化产生的一类高度芳香化、抗分解能力极强的碳质固体物质,是一种富含碳元素的有机连续体。生物炭比表面积大、疏松多孔,含有羟基、羧基、羰基等活性官能团,对多种重金属离子具有吸附固定作用,可以用来去除或削减水体中的有毒有害重金属。此外,利用酸、碱、石墨烯等物质对其进行修饰或改性,可提高对重金属的吸附能力。根据当前研究现状,综述了不同生物炭对水溶液中重金属离子的去除作用,并比较了一些生物炭改性前后与重金属的作用效果差异,同时归纳了生物炭与重金属的相互作用机理及其影响因素。在此基础上,展望了生物炭在去除水体环境中有毒有害重金属的研究方向,以期望生物炭得到更好应用。     

对柴油污染土壤洗涤修复表面活性剂的筛选及增效机制探究

分别采用5种表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、皂苷(saponin)、曲拉通X-100(TX-100)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)对柴油污染土壤进行清洗,考察pH、温度、搅拌时间、污染时长及助剂的使用对清洗效果的影响。并用Zeta电位仪对溶液电位,及接触角仪对清洗前后的土壤进行代表值的测定。结果表明:溶液浓度越大,清洗效果越好,对于柴油污染20 d的土壤,升高清洗温度和添加H_2O_2辅助清洗可提高柴油洗脱率;离子型表面活性剂的作用效果类似但存在差异,SDS在pH=10时使用最佳,柴油洗脱率可达65%,并可防止二次污染发生;SDBS则在pH=7时清洗效果最佳,洗脱率达59.3%;实验筛选出皂苷为较理想的清洗剂,与H_2O_2联用,柴油洗脱率最高可以达到75%;对于柴油污染130d土壤,延长清洗搅拌时间,可改善清洗效果。Zeta电位测定表明,表面活性剂与土壤粒子均带负电荷,"同性相斥"作用可防止二次污染。清洗后受柴油污染土壤的接触角变小,亲水性得到恢复。     

粉末活性炭的Fenton氧化再生

采用Fenton氧化法对吸附处理染料废水后的饱和粉末活性炭(饱和炭)进行再生,考察了饱和炭的再生效果及其主要影响因素。实验结果表明:饱和炭的最佳再生条件为H2O2投加量6.5 mmol/g、再生p H 3.0、H2O2与Fe2+的摩尔比10、再生时间1 h;最佳条件下的再生率(再生粉末活性炭(再生炭)与新粉末活性炭对废水COD去除率的百分比)约为60%;使用最佳再生条件下得到的再生炭对废水进行吸附处理,废水的COD去除率和脱色率分别约为27%和67%。     

新型类Fenton催化剂表征及其降解染料废水的试验研究

钴基和铜基类Fenton催化剂是近年来的研究热点,对新型类Fenton催化剂进行SEM,EDS,XPS表征,得知催化剂中的金属元素主要为钴和铜。通过单因素分析法,研究影响该催化剂处理甲基橙模拟废水效果的因素。结果表明:该催化剂在pH为3~9的范围内均表现出较好的催化降解能力;当双氧水的添加量达到20 mL/L时,催化降解能力不再增加;催化剂的投加量影响催化降解能力达到最大的时间;此外,双氧水的投加方式影响降解所需的时间而对最终的处理效果影响不大。     

海南省麒麟菜自然保护区麒麟菜资源研究

2012年对海南省麒麟菜保护区内野生麒麟菜资源进行调查研究。结果表明,海南省麒麟菜自然保护区有琼枝和耳突卡帕藻2种麒麟菜,优势种为琼枝。保护区内麒麟菜分布面积约为19.40 km2,平均覆盖度为0.54%,平均生物量为7.30 g/m2。其中文昌海域约为14.35 km2,平均覆盖度为0.55%,平均生物量为7.85 g/m2;琼海海域约为5.05 km2,平均覆盖度为0.49%,平均生物量为5.78 g/m2。伴生生物有33科50种,其中多毛类有9科14种,软体动物有14科17种,甲壳类9科18种以及棘皮动物1科1种,平均生物量为6.38 g/m2,平均栖息密度为72.72个/m2。优势种为斑纹围沙蚕、地中海巨亮钩虾、雷氏藻钩虾和四肢舟钩虾。受草食性动物、渔业活动、陆源污染和海洋工程影响海南省麒麟菜保护区麒麟菜大面积减少。